机电传动控制 第七章.ppt

* 第7章 电力拖动系统的方案与电动机的选择 1、如何选择一个比较合理的电力拖动系统方案 2、如何对方案中的关键执行单元——电动机做出有效而 合理的选择 一、电力拖动系统的方案选择 1、电力拖动系统的供电电源 交流工频50Hz电源 电力电子变流器电源：整流器（直流电源）、变频器、交流调压 器（交流电源）以及各式各样的逆变器 2、电力拖动系统稳定性的考虑 电动机与所拖动的负载只有合理配合，才能确保电力拖动系统稳定运行 n T TL 1 2 P1 P2 对于三相异步电动机的机械特性，根据稳定性判别条件，其与负载特性的交点P2不是稳定运行点，而且由于负载转矩超过启动转矩，拖动系统也将无法正常启动。 解决办法；选用绕线式异步电动机，通过转子串电阻达到既提高启动转矩又改变机械特性的目的。 3、调速方案的选择 电动机的机械特性决定了拖动系统的调速方式，电机的调速特性应与负载的转矩特性相一致，才能使电动机的功率得到充分利用。否则，电动机经常工作在轻载状态，造成不必要的电能浪费。 对于他励直流电动机 电枢回路串电阻、电枢调压调速属于恒转矩调速性质，适于恒转矩负载； 弱磁调速属于恒功率调速性质，适于恒功率负载。 同步电动机，要实现调速只有改变供电频率，为确保电动机内部磁通以及最大电磁转矩不变，一般要求在改变定子频率的同时改变定子电压。一旦供电频率超过基频以上，则保持供电电压为额定值不变。 从调速性质来看，基频以下属于恒转矩调速，基频以上属于恒功率调速。 异步电动机调速有三类：变频调速、变极调速、改变转差率调速 变频调速（基频以下）与Y/YY变极调速属于恒转矩调速 变频调速（基频以上）与 △/YY变极调速属于恒功率调速 改变转差率调速： 改变定子电压属于非恒转矩也非恒功率调速，转子串电阻属于恒转矩调速 4、启、制动和正、反转与相应方案的选择 （1）启动 电动机的启动转矩必须大于负载转矩； 启动电流要有一定限制，以免影响周围设备的正常运行； 鼠笼式异步电动机，启动性能较差，容量越大，启动转矩倍数越低，启动越困难； 直流电动机与绕线式异步电动机的启动转矩和启动电流是可调的，仅需考虑启动过程的快速性。 （2）制动：从制动时间、制动实现的难易程度以及经济性等几方面来 考虑 直流电动机： 反接制动时制动转矩大，制动强烈，但能量消耗也大，并且要求转速降至零时应及时切断电源； 能耗制动的制动过程平稳，能够准确停车，但随着转速下降制动转矩减小较快； 反馈制动无须改接线路，比较经济，但需在位能性负载下放场合下或降压降速过程中进行，而且转速不可能降为零； 交流异步电动机： 与直流电动机类似 （3）反转 要求：不仅能实现反转，而且正、反转之间的切换应当平稳、 连续 反馈制动容易达到要求，但需具有反馈制动的场合； 反接制动能实现正反转的过渡，但切换过程较为剧烈。 （4）平稳性与快速性 若要缩短启、制动时间，在电动机转速变化相同的情况下，应确保（TM-TL）尽可能大，GD2尽可能小 从运行的平稳性上看，则希望电动机的惯量与负载惯量相匹配， 则 [GD2]M≥5[GD2]L 为了提高电动机的力矩惯量比，可选用小惯量电动机，但其只适用于负载惯量较小，过载能力要求不高的场合。 对于重型机床等负载惯量大，过载严重的场合，则应选择大惯量电动机（如力矩电动机），力矩电动机低速输出力矩大，无须减速便可直接与负载相联。 *